DE2125677C - Process for the production of highly concentrated nitric acid - Google Patents
Process for the production of highly concentrated nitric acidInfo
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Description
Zur Herstellung von Salpetersäure nach dem Ostwald-Verfahren wird Ammoniak mit Sauerstoff oder übsrschüssiger Luft katalytisch zu Stickoxid NO verbrannt, wobei sich das Stickoxid während der Ab kühlung mit noch vorhandenem Sauerstoff zu Stickstoffdioxid NO3 vereinigt. Stickstoffdioxid befindet sich im Gleichsewichi mit Distickstofftetroxid N2O4. Dieses Gleichgewichtsgemisch wird durch Zufuhr von Wasser and Luft in eine 40- bis 66%ige Salpetersäu;elösung übergeführt. Beim Destillieren wäßriger Saipetersäurelösungen nimmt mit steigender Temperatur der relative Gehalt des Dampfes an Salpetersäure zu, bis schließlich bei etwa 122:C Dampf und Lösung die gleiche Konzentration von etwa 69 Prozent Salpetersäure (spezifisches Gewicht 1,410) aufweisen. Man nennt diese Säure konzentrierte Salpetersäure. Durch Vakuumdestillation mit konzentrierter Schwefelsäure oder Magnesiumnitrat als. wasserbindendem Mine'; läßt sich diese Säure in hochkonzentrierte bzw. wasserfreie Salpetersäure überführen vgl. H ο 11 l- m a η — Wi berg, Lehrbuch der anorganischen Chemie-. 47. bis 56. Auflage, 1960, S. 235 bis 240, und Ullman-s Encvklopädie der technischen Chemie, Bd. 15 [196·',· S. 31 bis 38). For the production of nitric acid according to the Ostwald process, ammonia is catalytically burned with oxygen or excess air to form nitrogen oxide NO, the nitrogen oxide being combined with oxygen still present to form nitrogen dioxide NO 3 during cooling. Nitrogen dioxide is in equilibrium with dinitrogen tetroxide N 2 O 4 . This equilibrium mixture is converted into a 40 to 66% nitric acid solution by adding water and air. When aqueous saipitic acid solutions are distilled, the relative nitric acid content of the vapor increases with increasing temperature, until finally at about 122 : C vapor and solution have the same concentration of about 69 percent nitric acid (specific gravity 1.410). This acid is called concentrated nitric acid. By vacuum distillation with concentrated sulfuric acid or magnesium nitrate as. water-binding mine '; this acid can be converted into highly concentrated or anhydrous nitric acid see H ο 11 lma η - Wi berg, textbook of inorganic chemistry. 47th to 56th edition, 1960, pp. 235 to 240, and Ullman-s Encvklopadie der technischen Chemie, Vol. 15 [196 · ', · pp. 31 to 38).
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung 98:..-wichtsprozentiger Salpetersäure in einem einstuik-.:, Verfahren aus Sauerstoff, verdünnter Salpeters;! u-■ und flüssigem Distickstofftetroxid unter erhöh1.-1:, Druck bekannt.Furthermore, a process for the production of 98: ..- weight percent nitric acid in one piece -.:, Process from oxygen, dilute nitric acid ;! u- ■ and liquid dinitrogen tetroxide under increased 1 .- 1 :, pressure known.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung höh .^-
konzentrierter Salpetersäure haben den Nach·;..:
daß sie zusätzlich z. B. konzentrierte Schwefelsa; ;:
und Sauerstoff erfordern und der Energieverbra
durch Dampf und eleWische Energie erheblich :i::The known processes for the production of hoch. ^ - concentrated nitric acid have the following ·; ..: that they additionally z. B. concentrated sulfuric acid; ;: and require oxygen and energy consumption
due to steam and electrical energy considerably: i ::
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein v. .-, schaftliches Verfahren zur Hersteilung hochkon.:e trierter 80- bis 900/oiger Salpetersäure aus Distickstof tetroxid, verdünnter Salpetersäure und Luft zu er'.-wickeln, bei dem der apparative Aufwand und Energ:.-verbrauch geringer sind und das .^stickstoffietroxι. möglichst vollständig umgesetzt wird. Diese Aufgabwird durch die Erfindung gelöst.The object of the invention was therefore to provide a v. .--scientific method for Hersteilung hochkon.:e trated tetroxide 80- to 90 0 / cent nitric acid from Distickstof, dilute nitric acid and air to he '.- wrap, in which the expenditure on apparatus and energ: .- consumption are low and the . ^ nitrogenietroxι. is implemented as fully as possible. This object is achieved by the invention.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahre. zur Herstellung hochkonzentrierter SalpetersäureThe invention therefore relates to a method. for the production of highly concentrated nitric acid
(a) durch Überführen verdünnter Salpetersäure nv: Distickstofftetroxid und Luft bei Drücken von 3 bis 10 atü und Temperaturen von 20 bis 70 C in N2O4-haltige 80- bis 90gewichtsprozentige Salpetersäure (Säure. A),(a) by converting dilute nitric acid nv: dinitrogen tetroxide and air at pressures of 3 to 10 atmospheres and temperatures of 20 to 70 C in N 2 O 4 -containing 80 to 90 weight percent nitric acid (acid. A),
(b) Absorbieren von N2O4-haltigen Gasen in 80- bis 90gewichtsprozentiger Salpetersäure (Säure B).(b) Absorbing N 2 O 4 -containing gases in 80 to 90 weight percent nitric acid (acid B).
(c) Einspeisen der Säure (A) und der Säure (B) unter Druck in eine Abstreifzone, in die im Gegenstrom Luft eingeleitet und Distickstofftetroxid abgestreift wird, und(c) feeding the acid (A) and the acid (B) under pressure into a stripping zone into which air is introduced in countercurrent and nitrous tetroxide is stripped, and
(d) Absorbieren des in Stufe (a) nicht umgesetzten und abgetrennten Distickstofftetroxids in einem Abgaswäscher in der in Stufe (a) eingesetzten verdünnten Salpetersäure, (d) Absorbing the dinitrogen tetroxide not converted and separated in step (a) in an exhaust gas scrubber in the dilute nitric acid used in step (a),
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Teil des in Stufe (c) erhaltenen Produktes in die Stufe (b) zur Absorption der NaO4-haltigen Gase zurückführt, den Rest des Produktes als hochkonzentrierte, 80- bis 90gewichtsprozentige Salpetersäure abzieht and daß man die aus der Stufe (c) erhaltene abgestreifte NtO4-haltige Luft und die in der Stufe (d) erhaltene NaO4-haltige verdünnte Salpetersäure wieder in die Stufe (a) einspeist.which is characterized in that part of the product obtained in step (c) is returned to step (b) for absorption of the N a O 4 -containing gases, the remainder of the product is withdrawn as highly concentrated, 80 to 90 percent by weight nitric acid and that the stripped N t O 4 -containing air obtained from step (c) and the N a O 4 -containing dilute nitric acid obtained in step (d) are fed back into step (a).
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also im wesentlichen aus folgenden Stufen:The method according to the invention essentially consists of the following stages:
2 !252! 25
absä!- absä ! -
ίΐπ>.
du;ίΐπ>.
you;
Ν,Ο, mit Luft au, N O.-h.i^erΝ, Ο, with air au, N O.-h.i ^ er
K2U4 wird abgestreift.
Abstreifen desK 2 U 4 is stripped off.
Stripping the
inin
Abstreifturm 6 °u 3 bis Stripping tower 6 ° u 3 bis
Lu:t undLu: t and
> r.!';;rührtIdaßr.1an80-bis90£evMch.,.pro7emIge ic D.c T -^n rie te Salpetersäure, d-.c in der Salreicr- gespeiste Luft > r . ! ';; r ü hrt I thatR. 1 an80-bis90 £ evMch.,. Pro7em I ge ic Dc T- ^ n rie te nitric acid, d-.c in the Salreicr- fed air
dem abgeslrel{len in einen the completed in one
F^F ^
N1O1 wird zusammen m,t d-r iu!i in dieN 1 O 1 becomes together m, t dr iu! I into the
ein Rührwerk 13 sowie; einean agitator 13 and; one
tblsUcher in verJilr.n.er Sa.poter.aure ^™ «ng^utblsUcher in verJilr.n.er Sa.poter.aure ^ ™ «ng ^ u
anon
einem Abgaswäscher 17 austretende, n.cht al Sa!nelersäure und Lu.t ais »-;--."r;5nrozenti"ea waste gas scrubber 17, not al Sa! nelers acid and air ais »-; -."r; 5nroze nti "e
.... Gase werden durch ^c Le.tun« J) .u- ^1 ,...,^o^entnerte, SO-bis 90gew;ichtsprozent,.... gases are released by ^ c Le.tun «J) .u- ^ 1 , ..., ^ o ^ denerte, SO- to 90% by weight,
; mlt Stickox.dcn, w.e NO ur.a NO,. durcn ^t UOk ^n man be. Druc_-,n von; mlt nitrogenox.dcn, we NO ur.a NO ,. durcn ^ t UOk ^ n man be. Pressure _-, n of
■Jiiungl in einen N/O.-Absorpt.on.iurm . ^n- 3, Sa^t ^ aturcn VOn 20 bis /ü C a _■ Jiiungl in an N / O.-Absorpt.on.iurm. ^ n- 3, Sa ^ t ^ aturcn VO n 20 bis / ü C a _
.-, In diesem Absorptionstürm w.rd d^ Stu.^- 3 bis ^ jschen Herstellung *'rd..v°rzu^..-, In this absorption tower w.rd d ^ Stu. ^ - 3 to ^ jschen manufacture * ' rd .. v ° rzu ^.
SO ,m Distickstofftetroxid cnthaUendem oa. Jj ^70gewlchtsProzentige Salpetersäure cnSO, with dinitrogen tetroxide containing oa. Jj ^ 70gewlc hts P rozentige nitric cn
n Sauerstoff, der in dem ^s den. ADga»- -e^^ 6Ü ^be5le fe ht iedoch keine kritische: Grenz, fur Π stammenden Gas enthalten ist zu N1U1 g«tzr t, ^ eingesemen verdünnten SJ n oxygen, which in the ^ s den. ADGA "- e ^^ ^ 6ü be5le fe ht iedoch no critical: border, for Π-derived gas is contained to N 1 U 1 g" tzr t ^ eingese men diluted SJ
salpetersäure gnitric acid g
Platten imPanels in
2 und en2 and en
P 2 P 2
mit Luft erzeugt.generated with air.
Die erhaltene N2O4-haltige hochkonzentrierte 80- 6« bis QOgewichtsprozentige Salpetersaure (Säure B) wird anschließend durch eine Leitung S. in den Kopf eines NiOj-Abstreifturines 6 cingespeis«. Gleichzeitig wird hochkonzentrierte Salpetersäure (Säure A) durch die Leitung 9 in den .^.bstreitturm 6 eingespeist. Dieser Abstreifturm 6 enthält durchlöcherte Platten und eine Heizschlange ">. In dem Abstreifturm 6 wird die iliirch die Leitung 8 in seinen Boden eingespeiste LuftThe resulting N 2 O 4 -containing highly concentrated 80- 6 "to QOgewichtsprozentige nitric acid (acid B) is then passed through a conduit in the head of a p-NiOj Abstreifturines 6 cingespeis". At the same time, highly concentrated nitric acid (acid A) is fed through line 9 into the dispensing tower 6. This stripping tower 6 contains perforated plates and a heating coil ">. In the stripping tower 6, the air that is fed into its base is the same as the line 8
s|SSs | SS
Leitung 14 in den Salpetersäure-Synthesereaktor 12 geführt. Die Absorption des nicht umgesetzten N2O1 im Abgaswäscher 17 (Stufe d) wird bei Drücken von 3 bis lOatü und Temperaturen von O bis 4O0C durchgeführt. Auf diese Weise werden 80 bis 90% des mit der Luft mitgerissenen Distickstofftetroxids. die durch den Salpetersäure-Synthesereaktor 12 hindurchtritt, von der verdünnten Salpetersäure absorbiert.Line 14 passed into the nitric acid synthesis reactor 12. The absorption of the unreacted N 2 O 1 in the exhaust gas scrubber 17 (step d) is carried out at pressures of 3 to lOatü and temperatures of from O to 4O 0 C. In this way 80 to 90% of the air entrained nitrous oxide becomes. passing through the nitric acid synthesis reactor 12 is absorbed by the dilute nitric acid.
Die nicht absorbierten Gase im Abgaswäscher 17 enthalten noch geringe Mengen N2O4. Deshalb werden diese Gase durch die Leitung 20 in den N8O4-Absorptionsturm 2 eingespeist, um das restliche N2O4 abzutrennen.The unabsorbed gases in the exhaust gas scrubber 17 still contain small amounts of N 2 O 4 . Therefore, these gases are fed through line 20 into the N 8 O 4 absorption tower 2 in order to separate off the remaining N 2 O 4 .
Wie vorstehend beschrieben, werden erfindungsgemäß die Absorption und das Abstreifen des N8O4 unter dem gleichen Druck durchgeführt. Deshalb ist der Energieverbrauch zur Kreislaufführung des Absorptionsmittels gering. Ferner kann man zum Abstreifen des N,O4 als Wärmequelle eine verhältnismäßig niedrige Abwärme verwenden, da das Abstreifen des N1O4 in Gegenwart der eingespeisten Luft durchgeführt wird. Auf diese Weise läßt sich die Abstreiftemperatur vermindern.As described above, according to the present invention, the absorption and the stripping of the N 8 O 4 are carried out under the same pressure. Therefore, the energy consumption for recycling the absorbent is low. Furthermore, a relatively low waste heat can be used as a heat source for stripping off the N, O 4 , since the N 1 O 4 is stripped off in the presence of the air fed in. In this way, the stripping temperature can be reduced.
Die Synthese der Salpetersäure wird ebenfalls bei praktisch dem gleichen Druck durchgeführt wie das Abstreifen des Distickstofftetroxids. Aus diesem Grunde kann das abgestreifte N8O4 in den Salpetersäure-Synthesereaktor 12 als solches zusammen mit der eingespeisten Luft zugeführt werden. Hierdurch entfallen komplizierte Vorrichtungen und Arbeitsgänge, wie die Zufuhr von isoliertem Distickstofftetroxid zum Reaktionssystem durch eine Pumpe oder einen Kompressor, wie das bei den bekannten Verfahren der Fall ist.The synthesis of the nitric acid is also carried out at essentially the same pressure as the stripping of the nitrous oxide. For this reason, the stripped N 8 O 4 can be fed into the nitric acid synthesis reactor 12 as such together with the air fed in. This eliminates the need for complicated devices and operations, such as supplying isolated dinitrogen tetroxide to the reaction system by a pump or a compressor, as is the case with the known methods.
Das Waschen der Abgase im Abgaswäscher 17 (Stufe d) wird ebenfalls bei praktisch dem gleichen Druck durchgeführt wie die Absorption des N2O4 und die Synthese der Salpetersäure. Deshalb kann auch die Absorption des nicht umgesetzten N2O4 in der eingespeisten verdünnten Salpetersäure und das Einspeisen der N8O4-haltigen verdünnten SalpetersäureThe scrubbing of the exhaust gases in the exhaust gas scrubber 17 (stage d) is also carried out at practically the same pressure as the absorption of the N 2 O 4 and the synthesis of the nitric acid. Therefore, the absorption of the unreacted N 2 O 4 in the dilute nitric acid fed in and the dilute nitric acid containing N 8 O 4 can also be fed in
ίο in den Salpetersäure-Synthesereaktor 12 ohne zusätzliche
Einrichtungen, wie eine Pumpe oder einen Kompressor, durchgeführt werden. Es ist auch nicht
erforderlich, das Absorptionsmittel zu regenerieren oder zu ergänzen, und sowohl die Vorrichtungen als
auch die Arbeitsgänge sind sehr einfach, da ein Teil der im Salpetersäure-Synthesereaktor 12 erzeugten
Salpetersäure als Absorptionsmittel für N8O4 verwendet
werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit denίο be carried out in the nitric acid synthesis reactor 12 without additional devices, such as a pump or a compressor. There is also no need to regenerate or replenish the absorbent, and both the apparatus and the operations are very simple since some of the nitric acid generated in the nitric acid synthesis reactor 12 can be used as an absorbent for N 8 O 4 .
The inventive method thus has the
»o großen Vorteil, daß die Einrichtungen und Arbeitsgänge vereinfacht werden, der Energieverbrauch geringer ist und die Abwärme durch rationelle Ausnut-, zung und Kombination der Ausgangsmaterialien und Vorrichtii igen wirksam ausgenutzt werden kann.»O great advantage that the facilities and operations be simplified, the energy consumption is lower and the waste heat through rational utilization, The selection and combination of the starting materials and devices can be effectively exploited.
'5 Das Beispiel erläutert die Erfindung. '5 The example explains the invention.
85gewichtsprozentige hochkonzentrierte Salpetersäure wird unter den in der Tabelle angegebenen Bedingungen gemäß dem Fließschema der Figur hergestellt. 85% by weight highly concentrated nitric acid is produced under the conditions given in the table produced according to the flow sheet of the figure.
atUatU
NO,NO,
N1O1 N 1 O 1
O,O,
N,N,
H1OH 1 O
derthe
ProzentePercentages
Bezugs-Reference
zeichen-Nr.character no.
keitspeed
kg-Mol/Std.kg-mole / hour
le
°c EO
le
° c
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4592270 | 1970-05-27 | ||
| JP4592270 | 1970-05-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2125677A1 DE2125677A1 (en) | 1971-12-02 |
| DE2125677C true DE2125677C (en) | 1973-05-03 |
Family
ID=
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